Riassunto analitico
Gli alginati e le carragenine sono polimeri polisaccaridici estratti da alghe che negli ultimi decenni sono stati ampiamente studiati dato che sono naturali, biodegradabili e biocompatibili, facilmente disponibili, non tossici ed economici. In questo lavoro di tesi dopo un’approfondita descrizione delle caratteristiche chimico-fisiche di questi due polimeri sono analizzate e descritte alcune delle loro proprietà e applicazioni, principalmente in campo biomedico-farmaceutico.
Gli alginati sono il polimero fondamentale della matrice intercellulare delle alghe brune (Phaeophyceae), ne costituiscono il 40% della materia secca e la loro principale funzione è di struttura, di fornire rigidezza, ma anche flessibilità al tessuto dell’alga. Le unità monomeriche che compongono gli alginati sono acido β-D mannuronico e acido α-L guluronico (residui M e G), disposti in lunghe catene in modo non casuale a formare blocchi M o blocchi G o sequenze alternate. La caratteristica fondamentale che li rende molto utili e versatili è la capacità di formare gel, in particolare la gelificazione è possibile con un abbassamento controllato del pH oppure grazie all’aggiunta di cationi, solitamente ioni calcio.
Gli alginati sono ampiamente studiati e sfruttati dalle industrie soprattutto per le loro proprietà gelificanti, viscosizzanti e stabilizzanti; ad esempio, rientrano in medicazioni per ferite, specialmente per facilitare la guarigione di ferite croniche e recidivanti, con difficoltà di guarigione come ad esempio le ulcere del piede diabetico, inoltre si trovano in farmaci per il trattamento della malattia da reflusso gastroesofageo e in formulazioni farmaceutiche in qualità di eccipienti. Questi polimeri idrosolubili sono anche studiati per le loro capacità di influenzare l’appetito e i livelli plasmatici di colesterolo, lipidi e glucosio e quindi per prodotti per la prevenzione e il trattamento di sovrappeso, obesità, ipercolesterolemia e diabete. Altri campi di applicazione degli alginati sono “l’ingegneria tessutale”, infatti grazie alla loro somiglianza alla matrice intercellulare vengono utilizzati come impalcatura per tessuti artificiali utili in medicina rigenerativa, e l’immobilizzazione di cellule, sia a fini industriali che in medicina a scopo di trapianti per la cura di patologie umane.
Le carragenine invece sono polimeri dati da una sequenza disaccaridica ripetuta di residui di β-D-galattopiranosio legati con legame glicosidico 1-3 e di α-D-galattopiranosio (che spesso si trovano nella forma 3,6 anidro) legati con legame 1-4. Questo scheletro regolare è mascherato dalla più o meno regolare presenza di sostituenti che prevalentemente sono esteri solfati, ma anche gruppi metossilici e piruvato. Le carragenine vengono estratte da diverse specie di alghe rosse (Rhodophyta), la loro composizione varia a seconda dell’alga da cui provengono e vengono identificate con una lettera greca, ad esempio λ, κ, ι, β e μ in base alla ripetizione delle unità disaccaridiche.
Le carragenine sono studiate, oltre che per la capacità di gelificare, anche perché hanno dimostrato di avere numerosi effetti, tra cui, effetti antivirali verso diversi tipi di virus, in particolare Human Rhinovirus, Human Papilloma virus, Herpes simplex virus, effetti antiangiogenici, anticoagulanti e antiossidanti. Le carragenine hanno anche dimostrato di avere importanti effetti su fattori di rischio cardiovascolare, come livelli di colesterolo e indice aterosclerotico, effetti di riduzione dei marker di infiammazione cronica, effetti sul sistema immunitario. Inoltre questi polimeri sono ampiamente utilizzati dalle industrie farmaceutiche come eccipienti nella preparazione di diverse formulazioni, incluse compresse, pellets, microcapsule e microsfere e anche come modello di infiammazione per la ricerca, la valutazione e lo studio di farmaci antinfiammatori.
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